CC BY
108
УДК 631.171:637.115
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОИЛЬНЫХ РОБОТОВ В МОЛОЧНОМ СКОТОВОДСТВЕ НА ПРИМЕРЕ ХОЗЯЙСТВ
КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ
И.А. Тихомиров, кандидат с.-х. наук В.К. Скоркин, доктор с.-х. наук ИМЖ - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: [email protected]
Аннотация. Одним из ключевых направлений повышения эффективности молочного скотоводства является автоматизация и роботизация технологических процессов. Регионом-лидером по уровню внедрения современных роботизированных технических средств и цифровых технологий управления технологическими процессами в молочном скотоводстве является Калужская область. Целью исследования - изучение опыта Калужской области по внедрению современных роботизированных доильных средств в молочном скотоводстве и определение факторов, влияющих на эффективность их применения. Установлено, что использование роботов для доения коров способствует возникновению новой технологии, основная суть которой заключается в самообслуживании животного и которая оставляет корове право на свободу выбора срока и частоты посещений доильного бокса. Реализуемая в регионе ведомственная целевая программа «Создание 100 роботизированных молочных ферм» направлена на создание условий для технико-технологического переоснащения и модернизации производственной базы молочного скотоводства региона. На сегодняшний день в Калужской области работает 36 роботизированных молочных ферм. Всего в области в настоящее время смонтировано и введено в эксплуатацию 114 роботизированных установок различных модификаций. Внедрение современных технологий доения позволило повысить уровень молочной продуктивности и качество производимого молока. Надой молока на корову на начало 2018 года сос-тавил 7198 кг, что на 889 кг больше уровня прошлого года. Валовое производство молока на роботизированных фермах Калужской области выросло на 20% по итогам 2017 года и составляет 38,3 тыс. т молока, что на 6,2 тыс. т больше соответствующего периода прошлого года. За период с января по июль 2018 года рост составляет 12%. Рассмотренный опыт использования роботизированных средств доения в Калужской области свидетельствует о том, что и в молочном скотоводстве России есть все возможности для технологической модернизации отрасли и использования автоматизированных систем доения. Ключевые слова: молочное скотоводство, инновационные технологии, роботизация ферм, Калужская область, доильный робот.
Введение. Молочному скотоводству принадлежит ведущая роль в обеспечении населения страны полноценными продуктами питания. Для этого необходимы действенные меры по совершенствованию материально-технической и кормовой базы сельскохозяйственных предприятий, производящих высококачественную продукцию. Повышение продуктивности и качества молока зависит от технического оснащения молочных ферм, правильного соблюдения технологических процессов производства и первичной обработки молока.
Повысить эффективность и конкурентоспособность молочного скотоводства невозможно без внедрения новейших технологий
и технических средств. Технологическая модернизация и техническое переоснащение молочных ферм, комплексов, освоение наукоемких инновационных технологий, связанных с механизацией, автоматизацией производственных процессов, позволят не только увеличить объемы производства высококачественного молока, но и создадут условия для повышения производительности труда и решения проблемы дефицита кадров за счет автоматизации технологических процессов и обеспечения высокого уровня заработной платы.
Цель исследования - изучить опыт Калужской области по внедрению современных роботизированных доильных средств в мо-
лочном скотоводстве и определить факторы, влияющие на эффективность их применения.
Материалы и методы исследования. Методологической основой исследования являлись труды ведущих отечественных и зарубежных ученых в области роботизации и автоматизации молочного скотоводства. Информационную базу исследования составили статистические данные регионального органа статистики Калужской области, материалы хозяйственно-экономической деятельности сельскохозяйственных организаций Калужской области и аналитические ресурсы сети Интернет.
Результаты и их обсуждение. В настоящее время наиболее сложным и ответственным производственным процессом в единой технологической линии производства молока, на долю которого приходится около 3545% общих затрат труда на молочных фермах и комплексах, является организация эффективного процесса доения коров.
Повышение молочной продуктивности и качество молока во многом зависят от процесса машинного доения, включающего непрерывное и последовательное выполнение следующих операций: подготовка вымени к доению; надевание доильных стаканов на соски; выдаивание молока из вымени; отключение и снятие доильных стаканов с сосков вымени. Состав операций, выполняемых при машинном доении коров, обусловлен физиологией рефлекса молокоотдачи, от полноты которого зависит интенсивность выведения молока, содержание жира в молоке и уровень удоев.
Неправильное доение коров ведет к неполному выдаиванию и нанесению болевых раздражений на рецепторы вымени. Это приводит к снижению продуктивности коров, ухудшению качества молока, заболеванию маститом и преждевременной выбраковке коров, увеличению яловости, уменьшению выхода телят и снижению воспроизводительной способности [1, 2].
Одним из путей повышения эффективности молочного скотоводства является автоматизация процесса доения коров, обеспечивающая постоянное выполнение комплекса
технологических операций, повторяющихся в строго определенной последовательности, что позволяет уменьшить стрессовую нагрузку на животных. Все технологические процессы должны работать слаженно, ритмично и бесперебойно. Любое нарушение хотя бы одной из составляющих немедленно приводит к потере запланированной продукции.
Ключевым направлением модернизации молочного скотоводства в Российской Федерации является создание роботизированных ферм, оснащенных инновационными системами добровольного доения коров, автоматизированными системами кормления, содержания и управления стадом. Широкое внедрение инновационных роботизированных технологий на молочных фермах и комплексах позволит не только повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции, но и создаст условия для развития селекции и ветеринарного контроля за здоровьем животных с применением автоматизированных систем.
Использование роботов для доения коров способствует возникновению практически новой технологии, основная суть которой заключается в самообслуживании животного и которая оставляет корове право на свободу выбора срока и частоты посещений доильного бокса. Исследования показывают, что животные достаточно быстро привыкают к доению роботом и самостоятельно посещают доильный бокс. При этом увеличивается частота доений животных (у высокопродуктивных коров - до 4 раз и более в сутки), что благотворно сказывается на здоровье вымени животного и способствует повышению продуктивности до 15%.
В отличие от традиционных животноводческих помещений применение доильных роботов требует иной организации технологического процесса производства молока с соответствующей планировкой коровника. При использовании автоматической системы доения проекты коровников должны учитывать то, что в соответствии с индивидуальным суточным режимом дня и физиологическими потребностями животные совершают
многократные перемещения по помещению (для доения - до 5 раз в сутки, для кормления - в среднем 7 раз). Используются три формы организации движения коров в помещении, обеспечивающие в той или иной степени самостоятельное посещение ими доильного робота: свободное движение; управляемое движение с возможностью последующего отбора животных (после доения); управляемое движение с предварительным (до доения) и последующим отбором.
Преимущества роботизации не только в том, что роботы не предъявляют требований к предпринимателям, могут использоваться круглосуточно, но и не допускают ошибок, работают быстрее, могут выполнять более точные операции, чем человек, использоваться во вредных для здоровья людей условиях. Появляется возможность создания производственных комплексов, территориально не привязанных к местам сосредоточения рабочей силы, легко перепрограммирующихся на выпуск новой продукции. Благодаря системе компьютерной связи их выполнение не требует присутствия людей на производственном комплексе. Такая технология должна, во-первых, обеспечивать животным пространство для комфортного отдыха и движения, свободного потребления корма и проявления половых рефлексов; во-вторых, основываться на стабильном и качественном выполнении всех технологических процессов.
Российский рынок роботизированных технологий находится в начале своего развития, которое полностью зависит от стимулирования как со стороны федеральных и региональных органов власти, так и частного капитала. Интеграция ресурсов на федеральном уровне и уровне субъектов федерации позволяет активизировать инновационную деятельность в сфере роботизации молочных ферм [3-5].
Одним из лидеров по уровню внедрения современных роботизированных технических средств и цифровых технологий управления технологическими процессами является Калужская область. Реализуемая в регионе ведомственная целевая программа «Со-
здание 100 роботизированных молочных ферм» на 2014-2016 гг. направлена на создание условий для технико-технологиче-ского переоснащения и модернизации производственной базы молочного скотоводства Калужской области, увеличение объемов производства молока для удовлетворения потребностей населения в продуктах собственного производства (таблица 1). За 2014-2015 гг. участникам программы было выплачено за счет областного бюджета 123,5 млн руб., привлекались еще большие внебюджетные средства. На сегодня общий объем финансирования предпринимателей из областного бюджета достиг уже около 300 млн руб.
Таблица 1. Меры и механизмы поддержки из регионального бюджета Калужской области, направленные на создание роботизированных
Направление поддержки Механизм оказания поддержки
Компенсация части затрат на приобретение роботизированных установок для доения коров Возмещение 40% затрат на приобретение роботизированных установок для доения коров
Компенсация части затрат на приобретение техники для заготовки сенажа в упаковке, миксеров для приготовления и раздачи кормов Возмещение 22% затрат на приобретение техники для заготовки сенажа в упаковке, миксеров для приготовления и раздачи кормов
Компенсация за приобретение племенного молодняка 50 руб/кг живого веса
Компенсация части затрат на строительство дорог, подключение к электрическим и газовым сетям Компенсация до 550 тыс. руб. затрат на строительство дорог, подключение к электрическим и газовым сетям
Субсидии на возмещение части затрат по уплате процентов по инвестиционным банковским кредитам, полученным на реализацию проекта Возмещение 8,25% от суммы инвестиционного кредита
В рамках реализации программы семейных ферм в области выделяет льготные кредиты Калужский филиал АО «Россельхоз-банк». Кредиты идут на закупку роботизированной техники. Фермер получает кредит, как правило, под 5% на срок до 5 лет. На возмещение процентной ставки по инвест-
кредитам областной бюджет потратил 63,4 млн руб. Кроме того, предусмотрена возможность подачи семейной фермой заявки на получение субсидии в размере до 21 млн руб. на модернизацию помещений и зданий животноводческих комплексов, покупку племенного скота. Таких грантов в Калужской области за последние 4 года выделено 22, всего на сумму 236 млн руб. (с привлечением средств федерального и областного бюджетов).
На сегодняшний день в Калужской области работают 36 роботизированных молочных ферм. Всего в регионе в настоящее вре-
мя смонтировано и введено в эксплуатацию 114 роботизированных установок различных модификаций: Lely (Нидерланды), DeLaval (Швеция), GEA Farm Technologies (Германия), SAC (Дания), Fullwood (Англия). С целью дальнейшего внедрения уникальной технологии принято решение продлить действие программы "100 роботизированных ферм" до 2019 года.
Для оценки технико-технологических характеристик и производственных параметров работы доильных роботов был проведен сравнительный анализ, результаты которого приведены в таблице 2.
Таблица 2. Сравнительная характеристика роботов-дояров
Наименование LELY ASTRONAUT SAC Futureline Max / Double box FULLWOOD Fullwood Merlin M2 Farm Technologies MIone De-Laval VMS
Потребляемая электроэнергия на доение, кВт/ч 0,37 0,55 0,17 0,19 -*
Средняя продолжительность подготовки вымени, с 40 50 34 5-15 70
Средняя продолжительность подсоединения с 1-го по 4-й сосок, с 10-15 30 10-15 30-40 45-50
Фактическое время доения, мин. 5,0-6,0 5,0-7,0 5,0-6,0 6,0-6,5 6,5-7,4
Подключение сосков с возможным наклоном 30° Расстояние между сосками не менее 1 см 30° 40° 45°
Система управления стадом T4C Time Four Cows; T4C InHerd Time Four Cows InHerd TIM program Crystal Herd Management RDM Robot Data Manager DelPro VMS
*
нет точных данных
Валовое производство молока на роботизированных фермах Калужской области выросло на 20% по итогам 2017 года и составляет 38,3 тыс. т молока, что на 6,2 тыс. т больше соответствующего периода прошлого года. За период с января по июль 2018 года рост составляет 12%.
Внедрение современных технологий доения позволило повысить уровень молочной продуктивности и качество производимого молока. Надой молока на корову на начало 2018 года составил 7198 кг, что на 889 кг больше уровня прошлого года. Валовое производство молока за январь-июль 2018 года составляет 24,6 тыс. т молока, что на 2,8 тыс. т или 12% больше соответствующего периода прошлого года. По объемам производства
молока на роботизированных фермах лидирует ООО "Калужская Нива", которая надоила 15 488 т (+3 580 т) или 30% к уровню прошлого года, надой на корову составил 9047 кг. На втором месте - АО "Кривское", производство составило 3 234 т (+297 т) или 11% к прошлому году, надой составил 7267 кг (+667 кг), на третьем месте - ООО "АФ Хотьково", производство молока составило 2 116 т (+453 т) или 28% к уровню прошлого года. Региональный лидер в области внедрения инноваций и автоматизации технологических процессов в молочном скотоводстве ООО "Калужская Нива" входит в ведущий аграрный холдинг России «ЭкоНива-АПК», который сегодня является крупнейшим производителем молока в стране. Общее пого-
ловье КРС - 4 500 голов, из них 2 350 коров. В шести животноводческих подразделениях ежедневно получают 40 т молока. Компания имеет племенной репродуктор по разведению бурой швицкой породы с продуктивностью 9739 кг молока за лактацию (рис.).
доильными залами [6-7]. Для оценки экономических показателей был проведен сравнительный анализ удельных вложений разных типоразмеров роботов для одновременного доения одной, двух и трех коров и традиционного оборудования доильного зала типа «Елочка» 2^6 и 2*10. Удельные капитальные вложения Куд (1) определяли:
Соб + СМ + СЗД
КУД -
Рис. Поголовье КРС бурой швицкой породы племенного репродуктора ООО "Калужская Нива"
Главная концепция предприятия - повышение эффективности производства за счет применения инновационных технологий в области доения, содержания, кормления животных. На комплексе установлено оборудование MIone GEA Farm Technologies, поставляемое компанией «ЭкоНива-Фарм». Примерный объем инвестиций - 650 млн руб.
Модульная система боксов (от 1 до 5) робота MIone делает его пригодным для стада любой величины. «Plug & Milk» («Подсоединяй и дои») — концепция доильного робота MIone. Он может выступать в качестве одного бокса при небольшом стаде, а затем, при его увеличении, как мультибоксовая система путем присоединения еще нескольких боксов. В состав доильного центра входит главный доильный робот MIone, система охлаждения и молочный танк, производственные зоны (преддоильная, отела, менеджера), техническое помещение.
К основным преимуществам доильного робота MIone относятся: расширяемые мощности; простая интеграция в уже имеющийся коровник; уменьшение затрат в сравнении с несколькими отдельными боксами; гибкая организация работы; экономия рабочего времени; повышение надоев молока в среднем на 10-15% по сравнению с традиционными
(1)
где Соб - стоимость оборудования, руб.; См - стоимость монтажа оборудования и затраты на пусконаладочные работы, руб.; Сзд
- стоимость здания доильного блока, руб.; П
- количество дойных коров в стаде, голов (производство молока, тыс. кг).
Проведенный анализ показал, что удельные капитальные вложения при использовании доильного робота уменьшаются и достигают минимума в диапазоне 50-70 голов. При большем поголовье необходимо устанавливать второй робот для доения второй коровы или установить один робот для одновременного доения двух коров. При поголовье 70-130 коров удельные капитальные вложения при использовании такого робота снижаются. Робот для трех коров имеет меньшие удельные капитальные вложения при обслуживании 130-190 голов, а при поголовье до 240 коров имеем меньшую величину удельных капитальных вложений при использовании двух роботов для одновременного доения двух коров [8-9].
Выводы. В настоящее время во многих хозяйствах Калужской области имеются технологические предпосылки для использования сложной, насыщенной электроникой техники. В них накоплен большой практический опыт беспривязного содержания скота с использованием современных доильных систем импортного производства, оснащенных системами автоматизации отдельных технологических операций, традиционно поддерживается высокий уровень технологической дисциплины.
Рассмотренный опыт использования роботизированных средств доения в Калужской области свидетельствует о том, что и в молочном скотоводстве России есть все воз-
можности для технологической модернизации отрасли и использования автоматизированных систем доения. Применение роботов для доения животных позволит снизить эксплуатационные затраты на производство молока на 25-30%, повысить продуктивность и качество молока коров на 15-20% и исключит ручной труд при доении животных.
Литература:
1. Леонов А. Оптимизация процесса машинного доения // Вестник НАН Беларуси. 2014. № 1. С. 93-100.
2. Тихомиров И.А., Скоркин В.К., Рахманова Т.А. Соблюдение технологии машинного доения - залог повышения качества молока и продуктивного долголетия коров // Вестник ВНИИМЖ. 2017. № 4. С. 57-60.
3. Кормановский Л.П. Перспективы применения доильных роботов на фермах России // 14 Межд. симп. по машинному доению с.-х. животных. Углич, 2008.
4. Герасименко И.В. К вопросу повышения эффективности роботизации системы доения коров // Техника. Технологии. Инженерия. 2017. № 2. С. 4-6.
5. Иванов Ю.А. Направления научных исследований по созданию инновационной техники с интеллектуальными системами для животноводства // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 3. С. 4-16.
6. ВЦП «Создание 100 роботизированных молочных ферм в Калужской области» на 2017-2019 гг.
7. Применение доильной робототехники в регионе / Е.А. Скворцов и др. // Экономика региона. 2017. № 1.
8. Иванов Ю.А., Новиков Н.Н. Автоматизация процессов как фактор повышения эффективности произ-
водства животноводческой продукции // Сборник научных докладов ВИМ. 2006. Т. 1. С. 104-109. 9. Направления совершенствования технологий производства молока в Республике Беларусь // Инновации - приоритетный путь развития АПК. Кемерово, 2009. С. 200-202.
Literatura:
1. Leonov A. Optimizaciya processa mashin-nogo doeni-ya // Vestnik NAN Belarusi. 2014. № 1. S. 93-100.
2. Tihomirov I.A., Skorkin V.K., Rahmanova T.A. Sob-lyudenie tekhnologii mashinnogo doeniya - zalog povy-sheniya kachestva moloka i produktivnogo dolgoletiya korov // Vestnik VNIIMZH. 2017. № 4. S. 57-60.
3. Kormanovskij L.P. Perspektivy primeneniya doil'nyh robotov na fermah Rossii // 14 Mezhd. simp. po mashin-nomu doeniyu s.-h. zhivotnyh. Uglich, 2008.
4. Gerasimenko I.V. K voprosu povysheniya ehffektivno-sti robotizacii sistemy doeniya korov // Tekhnika. Tekhnologii. Inzheneriya. 2017. № 2. S. 4-6.
5. Ivanov YU.A. Napravleniya nauchnyh issledovanij po sozdaniyu innovacionnoj tekhniki s intellektual'nymi sis-temami dlya zhivotnovodstva // Vestnik VNIIMZH. 2014. № 3. S. 4-16.
6. VCP «Sozdanie 100 robotizirovannyh molochnyh ferm v Kaluzhskoj oblasti» na 2017-2019 gg.
7. Primenenie doil'noj robototekhniki v regione / E.A. Sk-vorcov i dr. // EHkonomika regiona. 2017. № 1.
8. Ivanov YU.A., Novikov N.N. Avtomatizaciya proces-sov kak faktor povysheniya ehffektivnosti proizvodstva zhivotnovodcheskoj produkcii // Sbornik nauchnyh dok-ladov VIM. 2006. T. 1. S. 104-109.
9. Napravleniya sovershenstvovaniya tekhnologij proiz-vodstva moloka v Respublike Belarus' // Innovacii - prior-itetnyj put' razvitiya APK. Kemerovo, 2009. S. 200-202.
EXPERIENCE OF THE MILKING ROBOTS IN DAIRY FARM USING ON THE KALUGA
REGION'S FARMS EXAMPLE I.A. Tihomirov, candidate of agricultural sciences V.K. Skorkin, doctor of agricultural sciences IMJ - filial of FGBNY FNAC VIM
Abstract. One of the dairy cattle breeding efficiency increasing's key directions are the technological processes' automation and robotization. A region-leader in dairy cattle breeding's technological tools and digital technologies of technological processes control in modern robotized implementation is Kaluga region. The aim of the research is Kaluga region experience in the modern robotic milking means in dairy cattle breeding implementation to study and factors influencing of their application effectiveness to determine. It is established that the robots for cows' milking using contributes to a new technology emergence, the main essence of which is self-service of the animal and gives the cow right for the milking box visits frequency term's choice freedom. The region department target program "Creation of 100 robotic dairy farms" are aimed at dairy cattle breeding technical and technological producing base re-equipment and modernization conditions creating. Today 36 robotic dairy farms are operating in Kaluga region. In a total there 114 robotic units of various modifications are have been installed and put into operation in the region. The modern milking technologies introduction allow the milk production level and the produced milk quality to improve. Milk yield per cow at the beginning of 2018 is amounted to 7198 kg, which is in 889 kg more than last year's one. Total milk production on robotic farms in Kaluga region was increased in 20% following the results in 2017 and is 38,3 th. of tons of milk, which is in 6,2 th. tons more than in the corresponding period last year. For the period from January till July of 2018, the growth is 12%. The considered experience of robotic milking equipment in the Kaluga region using shows that in Russian dairy cattle breeding it has all the opportunities for industry technological modernization and automated milking systems using.
Keywords: dairy cattle breeding, innovative technologies, robotization of farms, Kaluga region, milking robot.
